Em química, um equilíbrio ocorre num sistema de duas reacções opostas quando estão a ocorrer com a mesma velocidade. O ponto em que ocorre este equilíbrio é definido pela termodinâmica - ou, mais especificamente, com a quantidade de energia libertada e a variação de entropia associada com o processo. Sob determinadas condições de temperatura e pressão, a razão entre os reagentes e produtos é uma constante chamada de constante de equilíbrio. Você pode usar constantes de equilíbrio para calcular a concentração de HCO3- em uma solução se você sabe a pressão parcial de dióxido de carbono, CO2.
Escreva as equações químicas para as reações que vire dióxido de carbono dissolvido em ácido carbônico, bicarbonato e carbonato. As equações são as seguintes:
H2O + CO2 lt; = gt; H2CO3 lt; = gt; H + e HCO3 lt; = gt; outro H + e CO3 com uma carga de -2.
Todas as reacções nesta série são de dois sentidos, por outras palavras, a reacção pode ir para a frente ou no sentido inverso. Você pode calcular a concentração de bicarbonato, HCO3, em equilíbrio usando constantes de equilíbrio.
Assuma que o sistema está à temperatura ambiente e à pressão atmosférica normal, que o carbonato de só está presente em quantidades pouco significativas, e que o bicarbonato e ácido carbónico são a espécie dominante em solução. Esta é uma suposição válida se o pH é de 8 ou 9 ou abaixo - em soluções ácidas e neutras, em outras palavras. Em soluções altamente alcalinas, você pode fazer a suposição contrário - que o ácido carbónico está presente em apenas pequenas quantidades, enquanto bicarbonato e carbonato são as espécies dominantes.
Calcular a concentração de CO2 dissolvido em moles por litro usando a Lei de Henry, como se segue:
Total de CO2 dissolvido = (2,3 x 10 ^ -2) * (pressão parcial de CO2)
Calcula-se a quantidade de ácido carbónico presente com a seguinte fórmula:
(1,7 x 10 ^ -3) * (concentração de CO2 dissolvido) = concentração de ácido carbónico
Substituir a concentração de ácido carbónico na seguinte equação, que é uma aproximação razoável, dado que o ácido carbónico é um ácido fraco:
4.3x10 ^ -7 = (X ^ 2) / (concentração de ácido carbónico)
Resolver para X multiplicando ambos os lados por a concentração de ácido carbónico, em seguida, tomando a raiz quadrada de ambos os lados. A sua resposta será a concentração estimada de bicarbonato.
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